DE1920547A1

DE1920547A1 - Verfahren zur Messung einer Ausdehnung

Info

Publication number: DE1920547A1
Application number: DE19691920547
Authority: DE
Inventors: Pirlet Robert Alfred
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1968-04-26
Filing date: 1969-04-23
Publication date: 1969-12-04
Also published as: FR2007018A1; LU55975A1; GB1271990A; BE731618A

Description

Centre National de Recherches Metällurgiques Association sans but lucratif 17, rue Mont.oyer

Brüssel / B E L Gl E N

Verfahren zur Messung einer Ausdehnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer ' Dimension, beispielsweise einer Breite ₅ das besonders auf relativ dicke oder breite HüttenerZeugnisse wie z.B. Brammen, Träger, Profile usw. anwendbar ist. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn es sich um Hüttenprodukte handelt_;. deren Breite nicht konstant und deren Temperatur hoch genug ist., dass das jeweilige Erzeugnis einer Warmwal zbehandlung unterzogen werden kann, während eine seiner Dimensionen, und namentlich seine Breite gemessen wird.

909849/Q8S0

Zur Durchführung derartiger Messungen von Dimensionen wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem optische Strahlen auf einen geeigneten Punkt einer jeden der "bei-, den gegenüberliegenden Flächen eines Produktes, dessen Dicke zwischen diesen beiden Oberflächen gemessen werden soll, gerichtet werden dergestalt, dass der Abstand zwischen diesen beiden Punkten der Dicke des Produktes entspricht,, Nach diesem Verfahren wird ein grosser Teil der von jedem dieser Punkte ausgehenden Strahlen in Form zweier scharfer Bündel aufgefangen, werden die Strahlen . eines jeden der beiden Bündel untereinander parallelgerichtet, werden die gerichteten Strahlen auf eine gleiche Fläche geleitet, und wird mit Hilfe einer hierfür geeigneten Vorrichtung der Abstand zwischen den aus dem Schnitt dieser Bündel mit der genannten Fläche bzw. Ebene resultierenden Bildern gemessen, wobei dieser Abstand der zu messenden Dicke entspricht.

Mit diesem Verfahren liessen sich bei Produkten, deren Dimensicnsbereich die Verwendung einer optischen Vorrichtung gestatteten, deren Elemente eine normale Winkelapertur aufweisen, sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielen.

Haben jedoch die Produkte, deren Breite man beispielsweise messen will, starken Schwankungen unterworfene Dimensionen, so ist die Verwendung optischer Vorrichtungen mit sehr grosser Winkelapertur kaum möglich, ohne dass die Messgenauigkeit nachteilig beeinflusst wird»

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens,., das speziell die Messung der Breite solcher Erzeugnisse wie z.B. von Hüttenprodukten selbst im Zuge des Warmwalzens zulässt, ohne dass die vorbeschriebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen. . _:

Nach der Figur 1, die als nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachtendes Beispiel zu gelten hat, ist das er-

-■' 3 "■-■ 909849/0 850

findungsgemässe Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits (bezogen auf die Riciatung der Breite) des auf einer ordnungsgemäss festgelegten Unterlage 3 liegenden Produktes 1, 'leasen Breite 2 zu messen ist, und in einem gegebenen Abstand 6 bzw. 7 von dieser Unterlage, der möglichst unveränderlich sein soll, an den Punkten 4 und 5 zwei optische Beobachtungsvorrichtungen in einander genau identischer Lage (12) angeordnet werden, deren Siclitfeider (13, 14) mit den optischen Achsen 10, 11, die aufgrund ihrer Verschiebbarkeit die Beobachtung in einer bestimmten Zone, z.B. von den Distanzlinien 6 und 7 bis zur bis zur zentralen Zone, die sich in Höhe der Unterlage 3 im weitgehend gleichen Abstand von den Linien 6 und 7 befindet, gestatten, und dass mittels dieser optischen Vorrichtungen von einem beliebigen Punkt ausgehend, der sich beispielsweise in der Beobachtungsvorrichtung befinden kann, die Lage der Randkantenberührungspunkte zwischen den Enden 8, 9 mit der Unterlage 3 bestimmt wird, wodurch sich auf einfachem rechnerischen Wege der Wert für die Breite des jeweiligen Produktes festlegen lässt·

Nach, einer vorteilhaften abgewandelten Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die beiden optischen Vorrichtungen im genau glej-ehen^Abstand von der Unterlage umd im weitgehend-gleichen Abstand von dem Produkt, dessen Breite gemessen werden soll, angeordnet.

Die vorstehend bereits erv/ähnte Figur 1 zeigt in schematiseher Darstellung, wie sich die Anwendung des erfindungsgemässen Messverfahrens realisieren lässt.

Nach diesem Verfahren lassen sich durch Beobachtung des Produktes 1 mittels der optischen Vorrichtungen 4 und 5 in deren Fokal- oder Bildebenen die den Rändern 8, 9 entsprechenden Eilder lagemässig fixieren. Die Lage dieser Bilder in der Fokalebene gestattet im Wege einer elementaren Eechnung die Bestimmung der Breite 2 des Produktes 1·

909849/0850 - 4 -

BAD ORfGINAL

Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn zwischen die Vorrichtungen 4/5 und der zu beobachtenden Zone eine oder mehrere Zwischenoptiken eingeschaltet werden mit dem Ziel, die Anordnung der optischen Vorrichtungen an günstiger erscheinenden Stellen zu ermöglichen? in jedem Falle bleibt das Prinzip des angewandten Verfahrens das gleiche.

Nach einer weiteren vorteilhaften abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen die beiden optischen Vorrichtungen aus zwei. Fersehkameras, die möglichst infrarotstrahlenempfindlich und deren Abtastvorrichtungen synchronisiert sein sollen, wobei mit bekannten Mitteln auf den Kameras die Lage der den Kanten entsprechenden Bilder fixiert wird, deren Abweichung voneinander der Breite des Produktes entspricht·

Ein besonders grosser Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass sie eine automatische und momentane Messung der gesuchten Breite gestattet und somit ermöglicht, dass in jedem Augenblick die Breite des Produktes bekannt ist in dem Masse, als sie sich unter dem Strichmass hindurchbewegto

Erfindungsgemäss lassen sich durch die Verwendung der Beobachtungskameras die Einbaukosten weitgehend reduzieren, wenn man nach einer besonders interessanten abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung auf eine einzige Kamera gerichtete Umlenk- oder Zwischenoptiken verwendet.

Nach dieser abgewandelten Ausführungsform werden die Beobachtungsapparaturen wie in der Figur 2 dargestellt angeordnet, die im nicht einschränkenden Sinne die Realisierung des Verfahrens aufzeigt.

Das Produkt 1, dessen Breite 2 gemessen werden soll, liegt auf einer Unterlage 3. Zwei BeobachtungselementeH und25

--"■■ - 5 909849/08 50

mit optischen Achsen 26 und 27 und Winkelaperturen 28. ermöglichen die Beobachtung des Produktes 1. Die von diesem Produkt 1 ausgesandten Strahlen werden durch Spiegel 210/211 auf Linsen 212/213 gerichtet, die sie mittels, eines Prismas 214 auf die licht empfindliche Fläche 15 einer Fernsehkamera leiten.

So entspricht der Strahl 16 der Randkante 17 und wird auf der lichtempfindlichen Fläche 15 der Kamera_s die im 'Nebenbild von Fig. 2 erkennbar ist., durch eine Linie 18 wiedergegeben_; die einen Teil der Fläche in zwei klar unterschiedliche Zonen teilt, wobei die hellere Zone 19 dem sichtbaren Abschnitt des Produktes und die dunklere Zone 20 der Auflage 3 entsprechen.

Bei Wiederholung dieses Vorgangs für die Randkante 21 des Produktes stellt man eine zweite Teilungslinie 22 fest_; welche die lichtempfindliche Fläche zwischen der dunklen Zone 20 und der hellen Zone 23 teilt. Der Abstand 18-22 steht in Beziehung mit der Breite 2 des Produktes Ij die Bestimmung der Zeit, welche die elektronische Abtastung der Kamera benötigt, um von 22 bis 18 zu gelangen, gestattet durch einfache Rechnung die Bestimmung des Produkten-Breitenwertes.

Sollten sich aus Platzgründen oder im Hinblick auf den Bereich der zu messenden Breiten zwei Beobachtungsvorrichtungen als für die Messung der Breite mit annehmbarer Genauigkeit nicht ausreichend erweisen, so wird auf geeignete Art und Weise die Zahl der Beobachtungsorgane vergrössert dergestalt^ dass das durch alle Beobachtungsvorrichtungen beigestellte maximale Feld auf dem Schirm der Fernsehkamera(s)₃ bestimmt durch die für die Messung der Breite des Produktes gewünschte Genauigkeit, eine ausreichend feine Genauigkeit ergibt.

SÜ9849/086Q

Der Rahmen der Erfindung wird nfcht verlassen, wenn man die Kamera(s) in unterschiedlicher Art und Weise mit Bezug auf das Produkt, dessen Breite gemessen werden soll; ausrichtet.

Gemäss der vorstehenden Beschreibung sind die Kameras so angeordnet _} dass die Linienabtastung weitgehend in einer zur Länge des Produktes senkrechten Ebene erfolgt.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit;, diese Kameras so anzuordnen; dass diese Linienabtastung weitgehend parallel zu dieser Länge.stattfindet. In diesem Falle sind auf dem Schirm der Kamera die erfassten Bilder un eine Vierteldrehung versetzt und erfolgt die Berechnung der Zeiten nicht mehr in einer, sondern zwischen mehreren Linien (Rasterbild).

Das beschriebene erfindungsgemässe Verfahren lässt sich darüberhinaus aucn in solchen Fällen anwenden, da das Produkt schief zu seiner Bewegungsrichtung liegt. In diesem Falle erscheinen auf dem Bildschirm der Kameras die Trennlinien zischen hellen und dunklen Zonen als schräg verlaufend. Das auf dem Empfängerschirm der Fernsehkamera beobachtete Bild entspricht somit dem Schema gemäss der Fig. 3j das der Einfachheit halber auf den Abschnitt zwischen der η-ten Abtastlinie (31) und der (n + m)-ten Linie (32) besctoänkt ist. Die beiden Schräglinien 33 und 3H trennen die Dunkelzone 35 von den hellen Zonen 31? und 37. Die gesuchte Breite 38 wird beispielsweise durch Dreiecksmessungen errechnet. Man kennt den die Linien und 32 trennenden Abstand d und misst mittels einer bekannten Vorrichtung die Zäten t^, t₂, t₃ entsprechend den Abständen (verstärkt gezeichnete Linien) 39, 310, 311, wodurch im Wege einer einfachen geometrischen Relation der Wert 38 ermittelt werden kann.

909849/0850

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Messung der Breite eines Produktes während \ des Walzens dadurchgekennzeichnet₃ dass beiderseits (bezogen auf die Richtung der Breite) des auf einer Ordnungsgemäss festgelegten Unterlage (3) liegenden Produktes (1) , dessen Breite (2) zu messen ist., und in einem gegebenen Abstand (6) bzw. (7) von dieser Unterlage, der möglichst unveränderlich sein soll-an den Punkten (H ₁ 5) zwei optische Beobachtungsvorrichtungen (( in einander genau identischerLage angeordnet werdenderen Sichtfelder aufgrund ihrer Verschiebbarkeit die Beobachtung einer bestimmten Zone- z.B. von den Distanzlinien (8,7) bis zur zentralen Zone, die sich in Höhe der Unterlage (3) im weitgehend gleichen Abstand von den Linien (6,7) befindet ■, gestatten, und dass mittels dieser optischen Vorrichtungen von einem beliebigen Punkt ausgehend; der sich beispielsweise in der Beobachtungsvorrichtung befinden kann. die Lage der Randkantenberührungspunkte zwischen den Enden (.8_:9) mit der Unterlage (3) bestimmt wird, wo-"' durch sich auf einfachem rechnerischen Wege der Wert für die Breite des jeweiligen Produktes festlegen lässt. '

2.- Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet_ύ dass, die beiden optischen Vorrichtungen im genau gleichen Abstand von der Unterlage (3) und im weitgehend gleichen Abstand von dem Produkt; dessen Breite gemessen werden soll, angeordnet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet^ dass als optische Vorrichtungen zwei Fernsehkameras verwendet werden, die möglichst infrarotstrahlenempfindlich und deren Abtastvorriehtungen synchronisiert sind.

909849/0 8 50

"4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. 'dadurah ge- kennzei.or.net dass die verwendeten Umlenkoptiken si-jnt liehst auf eine einzige Kamera gerichtet sind.

5. Verfanren nacn den Ansprüchen 1 bis 4_; dadurch gekennzeiehnetdass die optischen Achsen der optischen \fQrT?LcAtnn'yen senkrecht zur Unterlage (3)
starien.

9098 49/0850